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自动化与仪器仪表》2017年第7期(总第212期)
突变理论在交通流分析中的应用
徐阳,张多加,胡大伟
(1.长安大学汽车学院陕西西安,710064
(2.西安工业大学经济管理学院陕西西安,710021)
摘要:由于交逦流溦増或交通事故这类交通突变现象会导致交通拥挤。在交通流控制中,传统的交通流理论以二维空间
为基础对连续交通流进行分析,难以解释交通流突变现象。突变理论可从多维空间对非连续的交通流突变现象予以合理解释,
成为交通流理论研究的重点之一。本文介绍了突变理论的基本内容、国内外应用突变理论对交通流进行分析的研究现状,并对
共应用的前景进行了展望。
关键词:交通流分析;突变理论
中图分类号:U491.14
文献标识码:B
DOT编码:10.14016/j. cnki:1001-9227.2017.07.171
Abstract. Because of the sudden increase in traffic flow and traffic accident. such mutations can cause traffic congestion. In traffi
flow control, the traditional traffic low theory is based on two imensional space to analyze the continuous trafic flow, it is dillicult to
explain the phenomenon of traffic flow breakdown. The catastrophe theory can explain the phenomenon of non continuous traffic flow from
the multi dimension space, which is one of the important theories of trafic low. This paper introduces the catastrophe theory, sumarizes
the research status of the application of catastrophe theory to solve the traffic flow analysis at home and abroad, and looks forward to the
prospect of the catastrophe theory application
Key words: traffic flow analysis; catastrophe theor
突变约定
就突变原理而言,其约定方式大致分两类:理想延迟约
传统交通流理论建立.的交通流模型在一定条件能对交通定、马克斯韦尔约定,前者即系统在原先既定的平稳均衡处保
流有关现象作出解释,但模型均以二维平面为基础对连续交持不变,直至此平稳点不复存在;后者指的是系统虽然不断转
通流进行分析,很难描述交通流的多维关系,也无法解释实际移,但最终都会到达令势全局实現极小值的平稳点
交通状况巾出现的非连纮现象,例如交通事故和交通流激增
控制变量是左右交通系统平稳性的关健变量.其运作动
等。而基于突变理论的交通流模型则能较好地从多维空间角态的随机性更强,因此,就道路交通体系而言,马克斯韦尔约
度予以解释。因此,近年来国内外学者讨论了突变理论应用定更具适用性
于交通流分析的可能性,将交通流参数与突变理论模型结合,1.2突变现象的特征
基于突变理论对道路交通流的拥挤临界状态进行分析,并对
道路交通系统是由多个参数描述的复杂系统,它具有的
交通流进行控制,取得了较好的成某
突变特性主要有五个方而:
1突变理论
(1)突跳性
般情况下,人们公首先想到此特性,因为其最易被察
Thom,法籍人,作数学领域颇有建树,他在《结构稳定性觉。所谓突跳,即势函数值会在短时间内发生巨大变化。在
和形态发生学》中针对突变原理问趣作出阐述,为此原理奠交通体系中,随着交通流量的不断增加,势函数值也不断变
定了基础,标忐着突变理论正式诞生。该理论通过建立势函大,交通流量突然发生变化,瞬间超过突变临界点,导致势函
数,寻求突变临界点描述系统发生突变所表现出的规律。突数值突然变小
变理论表明,某个因素的连续变可能导致系统性态的突然变
(2)不可达性
化,事物的质变在于中问态是否稳定,若不稳定,则发生突变。
系统有一个不稳定的平衡位置,当系统出现从一个稳态
下面对突变理论的约定及突变现象的特征以及突变类型向另一个稳态的妖迁,即发生突变时;存在着的不稳定的平衡
进行介绍,并以在交通流分析中应用比较广泛的尖点突变模位置是系统不可能到达的状态,此处既可以连续义可以不
型为例对突变理论进行说明
连续
(3)多平衡位置(多模态
收稿日期:2017-02-26
从系统本身来讲,其状态可能是两个,也可能是多个,即
*基金项目:国家社会科学基金项目:城市交通面拥堵形成机理当受量值域受到位数影响时,势函数值极易出现极小值情况,
及应对策略研究(13BCL1560:陕酉省软科学计划研究项凵:城或许是两个,也可能是多个。对于交通来说,畅流、交通抑挤
市突发性交通堵塞形成机理及应对策略研究(2015KRM142);西等都是其表现形式。尖点突变的状态有日只有两种,又被称
安未央区科技局基金项目:基于学习效应的生产制造企业信息为双模态性。
技术占线采纳决策研究(201513);陕西高校人文社科青年英才
支持计边
4)滞后性
作者简介:徐阳(1976-),男,汉族,陕酉潼关人,副教授,博上
突変的发生与控制変量変化的方向有关,当第一个局部
砢上生导师,主要研究方向为物流工程与交通规划。
极小和第二个局部极小相互跳跃时,无论是向跃进,还是逆
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